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La gran misión del ARN pequeño: ¿Cómo la ARN polimerasa III apoya la reparación del ADN?
En las células eucariotas, la ARN polimerasa III (Pol III para abreviar) es una proteína clave responsable de transcribir el ADN en ARN ribosómico 5S, ARN de transferencia (ARNt) y otros ARN pequeños. Estos genes, transcritos por la ARN polimerasa III, pertenecen a la categoría de "genes básicos", cuya expresión es esencial en todos los tipos de células y en la mayoría de las condiciones ambientales. Por lo tanto, la regulación de la transcripción de Pol III está relacionada principalmente con la regulación del crecimiento celular y del ciclo celular, y por lo tanto requiere menos proteínas reguladoras que la ARN polimerasa II. Sin embargo, en condiciones de estrés, la proteína Maf1 inhibe la actividad de Pol III, mientras que la rapamicina inhibe la función de Pol III al atacar directamente a TOR.
Proceso de transcripción
El proceso de transcripción (independientemente de la polimerasa utilizada) ocurre en tres etapas principales:
- Iniciación: el complejo de ARN polimerasa debe construirse en el promotor del gen
- Extensión: Síntesis de transcripciones de ARN
- Terminación: finalización de la transcripción del ARN y desmontaje del complejo ARN polimerasa
Proceso de inicio
En comparación con la Pol II, la Pol III no requiere secuencias de control aguas arriba del gen y generalmente depende de secuencias de control internas, es decir, secuencias en la región de transcripción. La iniciación de Pol III se divide en tres categorías, correspondientes a la iniciación de ARNr 5S, ARNt y ARNsn U6."TFIIIB se compone de tres subunidades: proteína de unión a TATA (TBP), factor asociado a TFIIB (BRF1 o BRF2) y proteína B duplicada (BDP1)."
Clase I: iniciación del ARNr 5S
Durante el proceso de iniciación del gen ARNr 5S (categoría I), TFIIIA primero se une a la región C de la secuencia de control del ARNr 5S ubicada en la secuencia de ADN transcrita, y luego TFIIIC incorpora TFIIIB y ensambla Pol III.
Clase II: iniciación del ARNt
Para la iniciación por ARNt (clase II), TFIIIC se une a las secuencias de control A y B y posiciona a TFIIIB para unirse al ADN en el sitio de inicio de la transcripción.
Clase III: iniciación del ARNm sn U6
Durante la iniciación del ARNpn U6 (categoría III), SNAPc se une a secuencias situadas aguas arriba del sitio de iniciación, un proceso que se ve potenciado por los factores de transcripción Pol II y que, en última instancia, promueve el ensamblaje de TFIIIB.
Proceso de extensión
TFIIIB continúa uniéndose al ADN después de que Pol III inicia la transcripción, lo que es diferente de la mayoría de los factores de transcripción esenciales para la transcripción de Pol II, lo que resulta en una alta tasa de reinicio de los genes transcritos por Pol III.
"Un estudio en Saccharomyces cerevisiae encontró que la tasa promedio de extensión de la cadena de ARN era de 21 a 22 nucleótidos por segundo".
Terminar el proceso
La Pol III termina la transcripción en poliureas pequeñas (5 a 6 U), y aunque el uso de una horquilla no es necesario en eucariotas, su presencia puede mejorar la eficiencia de terminación.Transcripción de ARN pequeño
Los ARN transcritos por la ARN polimerasa III incluyen:- ARN de transferencia (ARNt)
- ARN ribosómico 5S
- ARN espliceosómico U6
- ARNasa P y ARNasa MRP
- ARN 7SL (componente de ARN de la partícula de reconocimiento de señales)
- MicroARN múltiples
- ARN nucleolar pequeño
- Varios ARN antisentido reguladores de genes
La ARN polimerasa III parece ser esencial para la reparación de roturas de doble cadena de ADN mediante recombinación homóloga. Promueve la formación de híbridos transitorios de ARN-ADN en roturas de doble cadena, un paso intermedio esencial en la reparación de roturas de doble cadena mediada por recombinación homóloga.
"Este paso protege el extremo 3' de la cadena de ADN de la degradación, y la cadena de ARN es posteriormente reemplazada por la proteína RAD51".
En un entorno biológico en constante cambio, la ARN polimerasa III marca el curso de cómo proteger los procesos celulares y desempeña un papel indispensable al trabajar en conjunto con la reparación del ADN. ¿Alguna vez te has preguntado qué importancia tienen las tareas que estos pequeños ARN realizan en las células para la estabilidad general del genoma?
